Способ получения пористых пленок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Соцналнстнчесннк

Реснубннн (i

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень рв43

Дата опубликования описания 26 11.81 (5l)NL. Х т.

С 08J 9/00

Риуавретеквкые квинтет

СССР ао делан нзееретеввв и еткрыткй (53) УДК 678. .026.3 (088.8) B. М. Коликов, В. М. Мододкин, Б. И .Мчедлишвили и И.. Л. Потокин с

Ленинградский политехнический инст им, N. И. Калинина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к технике получения пористых твердых тел и, в частности, может быть использовано при получении сверхтонких пористых пленок (фильтров) при электронно-микроскопическом исследовании поверхности мембранных фильтров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, в котором сверхтонкие фильтры (реплики)

1О приготавливаются следующим образом. На нарезанные полоски мембраны-матрицы в вакуумной установке напыляют уголь. Из напыленной области вырезают квадраты со стороной 2-3 мм и помешают их на

15 поверхность растворителя (метилацетат ).

Примерно через 1 ч материал фарп тра растворяется и напыленные слои свободно плавают на поверхности растворителя.

Реплику (сверхтонкий фильтр) вылавливают медной сеточкой и трижды промывают метилацетатом (по 15 мин). Слой материала мембраны-матрицы, непосредственно прилегающий к напыленному слою, очень плохо растворяется. Поэтому медную се точку с репликой требуется в течение

30 мин выдержать на теплом (40-50оС) метилацетате. После этого медную сеточ- ку с угольным слоем (репликой) кратковременно промывают толуолом и высушивают на воздухе $1).

Недостатками этого способа получения сверхтонких пористых пленок являются значительные технологические трудности, а также неуниверсальность способа. Это связано с тем, что для полного удаления материала мембраны-матрицы она производится через серию нистых растворителей вплоть до полного удаления материала матрицы. Эта операция проводится под непрерывным и поэтому утомительным визуальным контролем. Кроме того, этому должен предшествовать этап подборки такого растворителя, который позволял бы матрице с нанесенными слоями, образующими сверхтонкий фильтр, плавать на поверхности. Зачастую же мембрана-мат- рица при контакте с растворителем набу883083 е шиной 300А, которая выполняет функс- ции укрепляющего слоя.

Затем желатину с нанесенным на нее сверхтонким металлическим фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 мм и опускают на поверхность водного 15%-ного раствора .роданида аммония для освобождения металлического фильтра от желах тины. После растворения желатины получа1О ют сверхтонкий металлический фильгр, свободно плавающий на поверхности. Получившийся фипьтр промывают несколько раз в бидистиллированной воде. ну- Получают сверхтонкий металлический

35. фильтр с опорным слоем:из ацетата цел, люлозы, имеющий средний диаметр пор

1 мкм.

Hp и м е р 2. Получение сверхтонких фильтров с использованием в качестве матрицы нитратцеллюлоэных фильтров (фирма "Berbon ace ФРГ).

На поверхность мембраны-матрицы косым. напылением в вакууме под углом 30 о наносят спой металла (хром) толщиной

20А. Затем на чистое предметное стекло наносят 2 капли (диаметр 0,5 см)

20%»ного водного раствора желатины. Сразу же после достижения желатиной гелеобразного состояния на нее кладут мемб30 рану-матрицу со стороны напыленного слоя.

Желатину высушивают в течение 2 ч при

130оC. Высушенную желатину с нанесенной на нее репликой (сверхтонким металлическим фильтром) помещают в бюксе с диоксаном для растворения материала мат— рицы. Для ускорения и улучшения процесса растворения материала мембраны-матрицы его ведут при подогреве диоксана до 40©С при непрерывном.перемешивании

4р диоксана в течение 1 ч. Объем растворителя берут таким, чтобы после полного растворения материала матрицы получился 0,1% нитроцеллюлозы. Для растворения 10 мг материала мембраны берут

45 10 г диоксана. Затем желатину вынимают иэ бюкса.: фнльтровальной бумагой с нее удаляют избыток растворителя. При этом на поверхности желатины после ее высыхания образуется пленка из материала мембраны-матрицы толщиной = 100 Х, которая выполняет функции укрепляющего слоя.,хает и тонет, вследствие чего сверхтонкий фильтр (реплику) выловить и перене ти в следующую порцию растворителя невозможноо.

Целью изобретения является повышение технологичности и универсальности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пористы пленок напылением на поверхность мембраны-матрицы из ацетата или нитрата целлюлозы частиц твердого вещества с послеюующим растворением мембраны матрицы для цоцучения реплики, мембра матрицу после напыления наносят на по. верхностн гелеобразной пленки желатинь с последующим выдерживанием 2-3 ч при 4-30 С до полного застывания жела тины, растворение мембраны-матрицы пр водят в диоксане с последующим растворением желатины в 5-15%-ном водном растворе роданида аммония, Растворением мембраны-матрицы проводят при перемешивании при 40 -50 С до достижения концентрации ацетата или нитрата целлюлозы в растворе 0,1-0,29 после полного растворения мембраны.

Пример 1. Получение сверхтонк фильтров с использованием в качестве м рицы ацетатцеллюлозных фильтров (фиРм

sar bo г r " фрг).

На поверхность матрицы косым напы лением в вакууме под углом 45 нанося спой металла (хром) толщиной 30 X. За тем на чистое предметное стекло нанося

3 капли (диаметр 1 см) 20%-ного водного раствора желатины. Сразу же посп достижения желатиной гелеобразного состояния на нее кладут мембрану-матриц со стороны напыленного слоя. Желатину высушивают в течение 3 ч при 4 С. Вь сушенную желатину с нанесенной на нее репликой (сверхтонким металлическим ф льтром) помещают в боксе с диоксаном для растворения материала матрицы. Дл ускорения и улучшения процесса раствор ния материала мембраны-матрицы его ведут при подогревециоксана до 50 С при непрерывном перемешивании диоксана в течение часа. Объем растворителя берут таким, чтобы после полного растворения материала матрицы получился 0,2% нитр целлюлозы. Для растворения 8 мг матери-. ала мембраны берут 4 г .диоксана. Затем, желатину вынимают иэ бокса, фильтроваль ной бумагой с нее удаляют избыток растворителя. При этом на поверхности желатины после ее высыхания образуется пленка иэ материала мембраны-матрицы тол- .

Затем желатину с нанесенным на нее сверхтонким металлическим фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 MM u опускают на поверхность водного 5%-ного раствора роданида аммония для освобождения металлического фильтра от желати883083

Пример 4. Получение сверхтонких фильтров с использованием в качестве матматрицы ацетатцеллюлозных фильтров типа МФА-2 (Владипор ).

На поверхность мембраны матрицы косым напылением в вакууме под углом

45о наносят слой металла (хром, алюминий) толщиной 20А, а затем прямым на- . пылением - слой углерода толшйной о

2ООА. После этого на чистом предметном стекле помешаВт три капли (диаметром примерно 1 см) 20%-ного водного раствора желатины. Затем накладывают на желатину мембрану-матрицу (напылеиными слоями к желатине) и выдерживают в течение 2 ч прн 20 С. После:высушиваиия желатины она вместе с нанесенными слоя-, ми металла и углерода (сверхтонким филь тром) и мембраной-матрицей помещается в бюкс с диоксаном для полного растворения материала матрицы при 47оС в течение 1 ч при перемешивании. Объем растворителя (диоксана) 10 r на 10 мг мембраны матрицы. Последнюю операцию повторяют 3 раза (до практически полно- . го удаления материала мембраны-матрицы), так.как в этом случае в качестве опорного укрепляющего слоя служит слой напыленного углерода. Затем желатину с нанесенным на ее поверхности сверхтонким фильтром вынимают из бюкса и, просушив на фильтровальной бумаге, разрезают .на квадраты (3x3 мм) и опускают в 13%-ный

57 раствор роданида аммония. После растворения желатины вьщеляется сверхтонкий металлический фильтр, который промывают несколько раз в дистиллированной во.де. Получают металлический сверхтонкий

° фильтр с опорным слоем из углерода, имеющего средний диаметр пор 0,1 мкм.

5 ны. После растворения желатины получа ют сверхтонкий фильтр, свободно плавающий на поверхности. Получившийся фильтр промывают несколько раз в бщщстиллированной воде.

Получают сверхтонкий металлический фильтр с опорным слоем на нитрате цел люлозы, имеющий средний диаметр пор

0,5 мкм.

Пример 3. Получение сверхтонкнх фильтров с использованием в качестве м рицы ацетатцеллюлозных фильтров (фирм

М ee pouг " США).

На поверхность мембраны-матрицы к сым. напылением в вакууме под углом 4 наносят слой металла (хром) толщиной

25 А. Затем на чистое предметное стекп наносят 2 капли (диаметр пор О, 5 см)

20%-ного водного раствора желатины. С эу же после достижения желатиной геле разного состояния на нее кладут мембра матрицу со стороны напыленного слоя.Ж латину высушивают в течение 2-3 ч при

200С, Высушенную желатину с нанесен ной на нее репликой (сверхтонкнм металлическим фильтром) помещают в бюксе диоксаном для растворения материала м рицы. Для ускорения и улучшения проце са растворения материала мембраны-ма рицы его ведут при подогреве диоксана

43 С при непрерывном перемешивании д оксана в течение 1 ч. Объем растворит берут таким, чтобы после полного раств рения материала матрицы получился 0,1 нитроцеллюлозы. В данном примере для растворения 15 кг материала мембраны берут 11 r дноксана. Затем желатину в нимат из бюкса, фильтровальной бум гой с нее удаляют избыток растворителя

При этом HB поверхности желатины посл ее высыхания образуется пленка иэ материнца мембраныматрицы толщиной

200 А, которая выполняет функции укрепляющего слоя.

Затем желатнну с нанесенным на нее 4s сверхтонким мегаллическнм фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 мм и ойускают на поверхность одного 10%-ного раствора роданида аммония для освобождения металлического фильтра от желати- у ны. После растворения желатины получают сверхтонкий металлический фильтр, свободно плавающий на поверхности. Получившийся фильтр промывают несколько раз в бидистиллированной воде.

5S

Получают сверхтонкий етыллический фильтр с опорным слоем нз ацетата целтполозы, имеющий средний диаметр пор

0,2 мкм.

Предложенный способ резко снижает трудоемкость получения сверхтонких пористых пленок. Снижение. времени получения фильтра до срока менее 24 ч делает его экспрессным.

Формула изобретения

1. Способ получения пористых пленок напылением на поверхность мембраны-матрицы из ацетата нли нитрата целлюлозы частиц твердого вещества с последующим растворением мембраны-матрицы для получения реплики, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и универсальности способа, мембрану-матрицу после напыления наносят на

883083 поверхность гелеобразной пленки жела« тины с последуюшим выдерживанием 23 ч при 4-30 С до полного застывания желатины, растворение мембраны-матрицы проводят с диоксане с последующим расч ворением желатины в 5-15%-ном водном растворе роданида аммония.

2.Способпоп. 1, отличаю— ш и и с я тем, что растворение мембраныматрицы проводят при перемешивании при

40-50 C go достижения концентрации ацео тата или нитрата целлюлозы в растворе

0,1-0,2% после полного растворения мембраны.

Ис Гочники информации» принятые во внимание при экспертизе ф".ЕСвс гоеаае1Мго ор чЬе Оп1в вив

cbuagan ОЪегЯ6ache %on Mernb a tot

Составитель . Мартинская

Редактор Т. Кугрышева Техред Ж.Кастелевич ) Корректор В, Бутяга

Заказ 10116/33 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4